細胞内作用場の制御による遺伝子変異修復技術開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05581
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 堀田 秋津 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (50578002)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ゲノム編集 / CRISPR-Cas9

研究実績の概要

申請者らはiPS細胞を用いた遺伝子治療を目指して、遺伝子変異を修復するためのゲノム編集技術の開発を進めて来た。本研究ではこれまでの技術を発展させ、自在に任意の遺伝子変異を修復するために、以下の３つの技術開発を行うことを計画している。(1)自在にゲノム切断をOn/Off制御可能なCRISPRシステムの開発、(2)効率的に相同組換えを誘導する方法の開発、(3)人為的な染色体間相互作用を誘導する手法の開発
H２７年度は主に(1)に取り組み、非常に効率的にCRISPR-Cas9の切断活性を制御可能なベクターの構築に成功した。
また、ゲノム編集関連の論文および著書を多数出版した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

1) の自在にゲノム切断活性をコントロール可能なシステムの構築については、ほぼ当初の計画通り、順調に推移している。

今後の研究の推進方策

当研究計画の(3)を実現するために、異種由来CRISPR-Cas9の利用を想定していたが、我々の手で実際に試してみた所、元論文ほどの切断活性が確認できないものが多かった。さらに検討の幅を広げ、２～３種類以上のヒト細胞内で活性を持つCas9システムを同定すると同時に、なぜ一部のCas9はヒト細胞で活性が出ないのかについても、調査する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Genome editing gene therapy for Duchenne muscular dystrophy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hotta A.
  • 雑誌名: J. Neuromuscul. Dis., 巻: 2 ページ: 343-355
  • DOI: 10.3233/JND-150116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] From genomics to gene therapy: induced pluripotent stem cells meet genome editing. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hotta A, and Yamanaka S.
  • 雑誌名: Annu. Rev. Genet., 巻: 49 ページ: 47-70
  • DOI: 10.1146/annurev-genet-112414-054926
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Minimizing off-target mutagenesis risks caused by programmable nucleases. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishida K*, Gee P*, and Hotta A. (*: equal contribution)
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci., 巻: 16 ページ: 24751-24771
  • DOI: 10.3390/ijms161024751
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficient genomic correction methods in human iPS cells using CRISPR-Cas9 system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Li HL, Gee P, Ishida K, and Hotta A.
  • 雑誌名: Methods, 巻: S1046 ページ: 30133-X
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2015.10.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] デュシェンヌ型筋ジストロフィーiPS細胞を用いたゲノム編集遺伝子治療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田秋津
  • 学会等名: 第33回日本神経治療学会総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] 疾患iPS細胞における新規遺伝子修復戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田秋津
  • 学会等名: 第39回 阿蘇シンポジウム
  • 発表場所: 阿蘇リゾート グランヴィリオホテル
  • 年月日: 2015-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Efficient gene correction of Duchunne muscular dystrophy mutation in iPS cells by TALENs and CRISPR-Cas9 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田秋津
  • 学会等名: 第21回日本遺伝子治療学会総会
  • 発表場所: Osaka International Convention Center
  • 年月日: 2015-07-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 疾患iPS細胞における病原変異遺伝子のゲノム手術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田秋津
  • 学会等名: 第６２回 日本実験動物学会 総会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2015-05-28
  • 招待講演
• [学会発表] Precise control of CRISPR-Cas9 mediated gene editing for correcting mutation of Duchenne muscular dystrophy in iPS Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hongmei L Li, Norko Sasakawa, Kentaro Ishida, Peter Gee and Akitsu Hotta,
  • 学会等名: American Society of Gene & Cell Therapy (ASGCT) 18th Annual Meeting
  • 発表場所: 米国ニューオリンズ
  • 年月日: 2015-05-13
  • 国際学会
• [図書] "再生医療2015 幹細胞と疾患iPS細胞の研究最前線"「再生医療に向けたゲノム編集技術」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 李 紅梅, 佐伯涼太, 堀田秋津 箸・岡野 栄之, 山中 伸弥 編
  • 総ページ数: p194 (346)-200 (352).
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 医学のあゆみ, 患者由来iPS細胞を用いた神経疾患研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 津下 到, 鈴木茂彦, 内藤素子, 堀田秋津, 井上治久
  • 総ページ数: p824-828
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] 病理と臨床,疾患iPS細胞研究を加速する遺伝子改変技術の進歩 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田秋津, 石田賢太郎, 佐伯涼太
  • 総ページ数: p622-626.
  • 出版者: 文光堂
• [図書] "論文だけではわからない ゲノム編集成功の秘訣Q&A"「ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)でのゲノム編集」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 李 紅梅, 堀田秋津 箸・山本 卓 編
  • 総ページ数: p96-105
  • 出版者: 羊土社